JP5182135B2

JP5182135B2 - 基地局装置、情報機器、基地局装置の制御方法、およびプログラム

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Publication number: JP5182135B2
Application number: JP2009029366A
Authority: JP
Inventors: 伸也大杉
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2029-02-12
Also published as: JP2010187159A

Description

本発明は、セルラ通信システム用の基地局に関し、特に、セルラ通信サービスの利用者宅内に設置される基地局による通信帯域の制御に関する。

セルラ通信サービス（携帯電話サービス）の利用者宅内に設置される基地局は、一般的に、フェムト基地局、フェムトセル基地局、又はホーム基地局と呼ばれる。また、フェムト基地局によって形成される小規模なセルはフェムトセルと呼ばれる。例えば、フェムト基地局は、第三世代移動通信システムの標準化プロジェクト３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で検討されている（非特許文献１を参照）。

フェムト基地局とセルラ通信事業者（携帯電話事業者）のコアネットワークとの間の主要な接続形態は、セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワーク（以下、ホームネットワークと呼ぶ）とブロードバンド回線事業者のネットワーク（以下、バックホールネットワークと呼ぶ）を経由した接続である。現状は、ホームネットワーク及びバックホールネットワークは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークであることが一般的である。

ところで、通信ネットワークにおける帯域制御に関する技術が知られている（特許文献１〜４）。例えば、特許文献１は、通信ネットワークを共用する複数の機器の間で通信帯域を融通しあう帯域制御方法を開示している。具体的には、（ｉ）端末が通信を開始するために新たな帯域の確保を行う場合に、通信ネットワークの帯域の空き状況を確認すること、（ｉｉ）空きが十分でなければ他の端末に対して使用中の通信帯域の解放を要求すること、および、（ｉｉｉ）要求に応じて解放された通信帯域を自身が確保することで新たな通信を開始すること、が開示されている。

特許文献２は、セルラ通信システムにおける輻輳制御方法を開示している。具体的には、（ｉ）基地局と無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）との間の伝送路（Ｉｕｂ）における輻輳の発生を基地局が検知すること、（ｉｉ）Ｉｕｂの輻輳を検知した基地局が配下の移動局に対してデータレートの低減を要求すること、が開示されている。

特許文献３は、複数の通信事業者によって共用される公衆無線ＬＡＮシステムにおいて、無線ＬＡＮ（Local Area Network）のゲートウェイ装置と基幹網とを接続するバックホール回線の通信帯域を事業者間で効率よく共用するための帯域制御方法を開示している。具体的には、（ｉ）事業者ごとのトラフィック制御パラメータを予め定めておくこと、（ｉｉ）バックホール回線に輻輳が生じた場合には、トラフィック制御パラメータに基づいて、各事業者の使用帯域を制限すること、が開示されている。トラフィック制御パラメータは、例えば、バックホール回線に輻輳が発生した時の帯域配分の重み（割合）を規定する。

特許文献４は、無線ＬＡＮのＱｏＳ（Quality of Service）制御について開示している。具体的には、転送遅延の許容レベルの違い又はサービス内容の違い等によって通信データをカテゴリ分けし、無線ＬＡＮにおけるカテゴリ毎の使用帯域の保証などのＱｏＳ制御を行うことが開示されている。

特開２００８−１７７９７９号公報特開２００８−１３１５３５号公報特開２００７−１２９４０１号公報特開２００７−１８０８８９号公報

3GPP TS25.467 V8.0.0 (2008-12), Technical Specification Group Radio Access Network; UTRAN Architecture for 3G Home NodeB; Stage 2 (Release 8)

コアネットワークに直接的に接続される従来のセルラ基地局（いわゆるマクロ基地局）とは異なり、フェムト基地局とコアネットワークとの間には、セルラ通信事業者による品質のコントロールが困難なネットワーク（つまりホームネットワーク及びバックホールネットワーク）が存在する。

ホームネットワークに接続される機器はフェムト基地局だけではない。フェムト基地局の他にも、ＰＣ（Personal Computer）、テレビ受信機、ゲーム機およびプリンタ等の通信機能を有する情報機器がルータおよびブリッジ等のデータ転送機器とともにホームネットワークに接続される。ホームネットワーク内の接続形態によっては、フェムト基地局は、他の情報機器との間でホームネットワーク内の通信帯域を共用する場合がある。また、ＰＣやゲーム機などはインターネット等の外部ネットワークへのアクセスを行うことが一般的である。このため、フェムト基地局は、ホームネットワーク内のＰＣ等の情報機器との間でバックホールネットワーク側のアクセス回線も共用する。バックホールネットワーク側のアクセス回線とは、光ファイバ、同軸ケーブル、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）等である。

つまり、フェムトセル方式では、ホームネットワーク内に存在する他の情報機器が送受信するデータによって、ホームネットワーク又はバックホールネットワークの通信帯域が占有され、フェムト基地局とコアネットワークとの間の通信帯域を安定的に確保できないおそれがある。例えば、ＰＣが大量のデータをインターネットからダウンロードすることでホームネットワーク又はバックホールネットワークの帯域が既に占有されている最中にフェムト基地局に接続している移動局に対する呼び出しが行われることが想定される。この場合、ホームネットワーク又はバックホールネットワークの残帯域が十分でないために、従来のマクロセルで提供されているセルラ通信サービスと同程度のサービス品質を提供できないおそれがある。なお、上述した特許文献１〜４には、フェムト基地局を利用する場合に発生し得る上述したセルラ通信サービスの品質低下に対する解決策の具体的な開示はない。

本発明は、本願発明者による上述した知見に基づいてなされたものであって、セルラ通信サービス利用者の宅内に設置されるフェムト基地局を利用する場合に、安定した通信サービス品質を確保できるようにすることを目的とする。

本発明の第１の態様は、セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに接続して使用される基地局装置である。当該基地局装置は、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続するよう構成される。さらに、当該基地局装置は、配下の移動局に対して割り当てる無線リソースに応じた通信帯域を前記コアネットワークとの間に確保するべく、前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックの調整を前記宅内ネットワークに接続された他の機器と連携して行うよう構成されている。

本発明の第２の態様は、セルラ通信システムのための基地局装置であって、第１の通信部、第２の通信部、及び制御部を有する。前記第１の通信部は、セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに接続され、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信サービス事業者のコアネットワークとの間で通信を行う。前記第２の通信部は、前記コアネットワーク又は前記移動局からの割り当て要求に基づいて決定された無線リソースを用いて移動局との間で無線通信を行う。さらに、前記制御部は、前記宅内ネットワークに接続されている他の機器の通信のために前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックを抑制することにより、前記無線リソースに応じた通信帯域を前記第２の通信手段と前記コアネットワークとの間に確保する。

本発明の第３の態様にかかる情報機器は、通信部および制御部を有する。前記通信部は、セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに接続可能である。また、前記制御部は、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続される基地局装置が移動局との通信を開始するに際して、前記基地局装置と前記移動局との間の無線リソースに対応した通信帯域が前記基地局装置と前記コアネットワークとの間に確保されるように、前記通信部から前記宅内ネットワークに送信または受信されるデータ量を調整する。

本発明の第４の態様にかかる方法は、セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに配置され、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続される基地局装置の制御方法である。当該方法は、
（ａ）配下の移動局に対して割り当てる無線リソースに応じた通信帯域を前記コアネットワークとの間に確保するべく、前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックの調整を前記宅内ネットワークに接続された他の機器と連携して行うこと、
を含む。

本発明の第５の態様は、基地局装置に関する制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。ここで、前記基地局装置は、セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに配置され、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続される。当該プログラムによってもたらされる基地局装置に関する制御処理は、
（ａ）配下の移動局に対して割り当てる無線リソースに応じた通信帯域を前記コアネットワークとの間に確保するべく、前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックの調整を前記宅内ネットワークに接続された他の機器と連携して行うこと、
を含む。

本発明により、セルラ通信サービス利用者の宅内に設置されるフェムト基地局を利用する場合に、安定した通信サービス品質を確保できる。

発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局の配置例を示すネットワーク構成図である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局の構成例を示すブロック図である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局が生成するサービス情報の一例である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局によるサービス情報の送信タイミングの一例を示すシーケンス図である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局によるサービス情報の送信タイミングの他の例を示すシーケンス図である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局によるサービス情報の受信の一例を示すシーケンス図である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局が他のデバイスと連携して行う通信帯域調整処理に関するシーケンス図である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局が行う通信帯域調整手順の具体例を示すフローチャートである。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局が他のデバイスと連携して行う通信帯域解放処理に関するシーケンス図である。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局が行う通信帯域解放手順の具体例を示すフローチャートである。発明の実施の形態１にかかるフェムト基地局が行う通信帯域調整手順の他の例を示すフローチャートである。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜発明の実施の形態１＞
本実施の形態にかかるフェムト基地局１は、他のデバイスとともにセルラ通信サービス利用者のホームネットワークに接続される。図１は、フェムト基地局１の配置例を示すネットワーク図である。本実施の形態に関する以下の説明では、図１に示すフェムト基地局１の配置を例にとって説明する。

図１において、フェムト基地局１は、ホームネットワーク５０に接続されている。ホームネットワーク５０は、セルラ通信サービス利用有線者の宅内に構築されたネットワークであり、例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）又は無線ＬＡＮである。ホームネットワーク５０には、他のデバイス５２及び５３も接続されている。デバイス５２及び５３は、例えば、ＰＣ、ゲーム機、ネットワーク接続機能を有するテレビ受信機等である。また、デバイス５２及び５３は、他のフェムト基地局であってもよい。

ルータ５１は、ホームネットワーク５０と外部のバックホールネットワーク５５とのゲートウェイであり、ブロードバンド回線５４によりバックホールネットワーク５５に接続されている。ルータ５１は、デバイス５２及び５３のインターネットアクセス、フェムト基地局１とコアネットワークとの通信などのためにホームネットワーク５０とバックホールネットワーク５５との間でデータパケットの中継を行う。ここで、ブロードバンド回線５４は、ブロードバンド通信事業者によって提供されるアクセス回線であり、例えば、光ファイバ、同軸ケーブル、ＡＤＳＬ等である。また、バックホールネットワーク５５は、ブロードバンド回線事業者内のＩＰネットワークを含む。また、バックホールネットワーク５５は、インターネットを含んでもよい。

フェムトゲートウェイ（フェムトＧＷ）５６は、セルラ通信事業者のコアネットワーク５７とバックホールネットワーク５５との境界に設置されている。フェムト基地局１は、ホームネットワーク１、ブロードバンド回線５４、バックホールネットワーク５５を経由してフェムトＧＷ５６に接続する。フェムトＧＷ５６は、フェムト基地局１及びフェムト基地局１に無線接続している移動局４の登録処理を行う。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）のフェムト基地局に関して規定している非特許文献１では、"ＨＮＢ（Home NodeB）ＧＷ"との名称でフェムトＧＷの機能を規定している。

図１に示すように、コアネットワーク５７側の装置（例えば、フェムトＧＷ５６及び交換機（不図示））とフェムト基地局１及びその配下の移動局４との間の通信は、ホームネットワーク５０、ブロードバンド回線５４、及びバックホールネットワーク５５を経由して行われる。このため、少なくともブロードバンド回線５４の通信帯域は、フェムト基地局１及びフェムトＧＷ５６の間の通信データと、他のデバイス５２及び５３の通信データとによって共用される。一方、ホームネットワーク５０の通信帯域がフェムト基地局１と他のデバイス５２及び５３との間で共用されるか否かは、ホームネットワーク５０のネットワーク形態に依存する。例えば、無線リソースが端末間で共用される無線ＬＡＮを用いる場合、ホームネットワーク５０の通信帯域は、フェムト基地局１、デバイス５２及び５３の間で共用される。これに対して、以下のようなネットワーク形態である場合、フェムト基地局１は、ルータ５１との間の通信帯域を専有できる。例えば、フェムト基地局１がルータ５１内臓のスイッチングＨＵＢにケーブル接続される形態や、インプリメンテーション時にフェムト基地局１及びルータ５１が同一筐体内に一体的に集約され、筐体内のスイッチングＨＵＢと内部配線によって接続される形態である。

フェムト基地局１は、移動局４とコアネットワーク５７の間の通信に必要な通信帯域を共用ネットワーク（ブロードバンド回線５４及びホームネットワーク５０）上に確保するため、共用ネットワークの使用帯域をデバイス５２及び５３と連携して調整する。より具体に述べると、フェムト基地局１は、ユーザプレーン（U-plane）での通信に使用する無線リソースの割り当て要求をコアネットワーク５７側の交換機または移動局４から受信した場合に、当該無線リソースの割り当て要求を参照することによってコアネットワーク５７との間に確保すべき通信帯域を特定すればよい。そして、フェムト基地局１は、共用ネットワークの空き帯域が十分でない場合に、先に特定した通信帯域を共用ネットワーク上に確保すべく、デバイス５２及び５３にデータトラフィックの抑制を依頼すればよい。なお、無線リソースの割り当て要求とは、Ｗ−ＣＤＭＡの場合であれば、コアネットワーク５７からの"無線アクセスベアラ割り当て要求（RAB(Radio Access Bearer) Assignment Request）"である。また、ＬＴＥ（long term Evolution）の場合であれば、コアネットワーク５７からのリソースブロックの割り当て要求である。リソースブロックとは、ＬＴＥの基地局から移動局への下りデータ伝送に使用する無線リソースの基本単位であり、周波数領域で複数のＯＦＤＭサブキャリアを含み、時間領域で少なくとも１つのシンボル時間を含む。

以下では、フェムト基地局１の構成例と、共用ネットワーク（ブロードバンド回線５４及びホームネットワーク５０）の使用帯域の調整手順の具体例について順に説明する。図２は、フェムト基地局１の構成例を示すブロック図である。図２の例では、フェムト基地局１は、無線通信部１０、ホームネットワーク（ＨＮＷ）通信部１１及び帯域制御部１２を有する。

無線通信部１０は、移動局４との間で無線通信を行う。より具体的に述べると、無線通信部１０は、ダウンリンクデータの伝送路符号化、インタリービング、シンボルマッピングを行って下り送信シンボル列を生成する。さらに、無線通信部１０は、送信シンボル列の直交変調、周波数変換、信号増幅等の各処理を行ってダウンリンク無線信号を生成し、これを移動局４に送信する。ダウンリンク無線信号を生成するための、変調方式、周波数割り当て等は、移動局４に割り当てるダウンリンク無線リソースに応じて決定される。また、無線通信部１０は、移動局４からのアップリンク無線信号を受信して符号化データ列を復調し、デインタリービング、伝送路復号化等を行ってアップリンクデータを復元する。アップリンク無線信号に適用する復調方式、周波数割り当て等は、移動局４に割り当てるアップリンク無線リソースに応じて決定される。

ＨＮＷ通信部１１は、ホームネットワーク５０に接続するための通信インタフェース（無線ＬＡＮインタフェース、有線ＬＡＮインタフェース等）を有する。ＨＮＷ通信部１１は、ホームネットワーク５０の通信プロトコルに従った通信制御を実行し、ルータ５１を経由してフェムトＧＷ５６との間に通信トンネルを確立する。ＨＮＷ通信部１１は、ユーザプレーンの通信データ、制御プレーン（C-plane）の制御データ、並びにコアネットワーク５７へのフェムト基地局１及び移動局４の登録処理などを行うための管理データを、フェムトＧＷ５６との間で送受信する。

帯域制御部１２は、コアネットワーク５７又は移動局４から受信した無線リソース割り当て要求を参照してコアネットワーク５７との間に確保すべき通信帯域を特定する。そして、ホームネットワーク５０内のデバイス５２及び５３によって送受信されるトラフィックの調整を実行する。

以下では、帯域制御部１２が他のデバイス５２及び５３と連携して行う通信帯域の制御動作のいくつかの具体例について図３〜１１を用いて説明する。フェムト基地局１とデバイス５２及び５３は、各機器が使用する通信帯域、データトラフィック種別（例えば、固定レートおよび可変レートのいずれか）を相互に把握するために、図３に示すようなサービス情報を送信するとよい。図３は、フェムト基地局１がデバイス５２及び５３に対して送信するサービス情報の一例である。図３に示すサービス情報は、装置名、サービス名、ホームネットワーク５０及びバックホールネットワーク５５の使用帯域、レート制御の種別、通信プロトコルの情報を含む。なお、フェムト基地局１は、他のデバイス５２及び５３の通信状況を把握するためにこれらからサービス情報を受信するとよいが、自身のサービス情報の送信は必ずしも行わなくてもよい。フェムト基地局１は、少なくともネットワーク使用帯域の情報を含むサービス情報をデバイス５２及び５３から受信するとよい。

図４および図５は、フェムト基地局１がサービス情報を送信する場合の送信タイミングを示すシーケンス図である。図４に示すように、フェムト基地局１は、所定の送信間隔Ｔで定期的にサービス情報をホームネットワーク５０内のデバイスに送信するとよい（Ｓ１１及びＳ１２）。また、図５に示すように、フェムト基地局１は、通信サービス状況の変更を伴うイベントが発生した場合に（Ｓ２１）、更新されたサービス情報を送信するとよい（Ｓ２２）。ここで、通信サービス状況の変化を伴うイベントとは、（ｉ）ユーザプレーンでの新たな通信チャネル開設による通信帯域の確保、（ｉｉ）移動局４の通信終了による通信帯域の解放などである。

図４及び５に示したのと同様に、フェムト基地局１は、定期的に、又はイベント発生に応じて、デバイス５２及び５３からサービス情報を受信するとよい。また、フェムト基地局１は、最新の通信帯域の使用状況をタイムリーに取得するため、デバイス５２及び５３に対してサービス情報の送信要求を送信してもよい。具体的には、図６に示すように、フェムト基地局１からサービス情報要求をデバイス５２及び５３に送信し（Ｓ３１）、この要求に応じてデバイス５２及び５３からそれぞれ送信されるサービス情報をフェムト基地局１が受信してもよい（Ｓ３２及びＳ３３）。

フェムト基地局１は、デバイス５２及び５３からサービス情報を受信することで、デバイス５２及び５３の通信帯域の使用状況を把握することができる。なお、デバイス５２及び５３の帯域使用状況をフェムト基地局１が把握する方式は、上述したサービス情報の送受信に限られない。例えば、各デバイスの通信帯域の使用状況およびトラフィック種別などを集中的に管理するサーバ装置をホームネットワーク５０内に配置してもよい。この場合、フェムト基地局１はサーバ装置に問い合わせを行えばよい。このサーバ装置は、例えば、ホームネットワーク５０内のＰＣでもよいし、ルータ５１であってもよい。

次に、コアネットワーク５７又は移動局４からの無線リソースの割り当て要求に応じて、フェムト基地局１がホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４の通信帯域を確保する際の具体的な手順について説明する。図７は、フェムト基地局１が通信帯域を確保する手順の具体例を示すシーケンス図である。図７のステップＳ４１では、フェムト基地局１が、コアネットワーク５７内の交換機（不図示）から送信された無線リソース割り当て要求をフェムトＧＷ５６及びルータ５１を経由して受信する。

ステップＳ４２では、フェムト基地局１は、無線リソース割り当て要求に含まれる情報を読み取り、無線区間のサービス種別及び必要帯域を特定する。さらに、フェムト基地局１は、無線区間のサービス種別若しくは必要帯域又はこれら両方に基づいて、共用ネットワーク（ホームネットワーク５０とバックホールネットワーク５５）に確保すべき通信帯域を決定する。ステップＳ４３では、ステップＳ４２で決定した通信帯域を確保するための帯域調整処理を行う。

図８は、図７のステップＳ４３に示した帯域調整処理におけるフェムト基地局１の動作を記載したフローチャートである。ステップＳ５１では、ホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４に空き帯域があるか否かを確認する。空き帯域の有無は、ホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４の実効最大帯域と、デバイス５２及び５３の合計使用帯域との比較によって判定すればよい。ホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４の実効最大帯域は、例えば、ルータ５１に問い合わせることで取得すればよい。また、デバイス５２及び５３の使用帯域は、これらの各デバイスから取得したサービス情報を参照して特定すればよい。

空き帯域が十分であると判定された場合（Ｓ５２でＹＥＳ）、以下に説明するステップＳ５３〜Ｓ５５をスキップしてステップＳ５６（空き帯域の確保）を行えばよい。一方、空き帯域が十分でないと判定された場合（Ｓ５２でＮＯ）、フェムト基地局１は、トラフィック調整可能なサービス（例えば、可変レートサービス）を特定する（Ｓ５３）。ステップＳ５４では、ステップＳ５３で特定されたサービスを提供する対象デバイス（例えばデバイス５２）に対してトラフィック抑制可否の問い合わせを送信する。問い合わせを受信した対象デバイスは、トラフィック抑制可否の回答を含む応答データをフェムト基地局１に送信する。

ステップＳ５５では、トラフィック抑制可能との応答のあった対象デバイスに対してトラフィック抑制（言い換えると使用帯域の低下）を要求する。要求を受信した対象デバイスは、トラフィック抑制を行い、抑制結果を含む応答データをフェムト基地局１に送信する。

ステップＳ５６では、フェムト基地局１は、空き帯域を確保し、新たに通信帯域を確保したことを示すサービス情報（例えば図３）を生成して、デバイス５２及び５３に送信する。

なお、図８の帯域調整手順が一例であることは勿論である。例えば、ルータ５１がホームネットワーク５０内の帯域調整を担う場合、フェムト基地局１は、ルータ５１に対して帯域調整を依頼すればよい。具体的には、図１１に示すように、ルータ５１に帯域調整依頼を送信し（Ｓ８１）、帯域調整の結果をルータ５１から受信すればよい（Ｓ８２）。

続いて以下では、移動局４に対する通信サービスを停止（例えば通話終了による音声通話用無線チャネルの切断）するための無線リソースの解放要求に応じて、フェムト基地局１がホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４の通信帯域を解放する際の具体的な手順について説明する。図９は、フェムト基地局１が通信帯域を解放する手順の具体例を示すシーケンス図である。図９のステップＳ６１では、フェムト基地局１が、コアネットワーク５７内の交換機（不図示）から送信された無線リソース解放要求をフェムトＧＷ５６及びルータ５１を経由して受信する。

無線リソース解放要求の受信に応じて、ステップＳ６２では、フェムト基地局１が移動局４との間の無線リソースを解放する。ステップＳ６３では、無線リソースを解放したことをフェムト基地局１からコアネットワーク５７に通知する。

ステップＳ６４では、フェムト基地局１が、先に確保しておいたホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４の通信帯域の解放処理を行う。具体的には、通信帯域を解放したことを他のデバイス５２及び５３に通知するため、図５に示した手順でイベント発生に伴う更新されたサービス情報の送信を行えばよい。なお、図８のステップＳ５５で説明したように、フェムト基地局１の通信帯域の確保のためにトラフィック抑制（使用帯域の低下）を行った対象デバイスが存在する場合、この対象デバイスに対して解放する帯域を優先的に割り当てることが望ましい。そこで、フェムト基地局１は、図１０に示すような帯域解放手順を実行してもよい。

図１０のステップＳ７１では、フェムト基地局１は、トラフィック抑制に寄与したサービスの継続情報を確認する。これは、デバイス５２及び５３から受信したサービス状況を確認することによって行えばよい。また、トラフィック抑制に寄与した対象デバイスに直接問い合わせを行ってもよい。

トラフィック抑制に寄与したサービスが継続中である場合（Ｓ７２でＹＥＳ）、トラフィック増加（言い換えると使用帯域の増加）の要否を対象デバイスに問い合わせる（Ｓ７３）。この問い合わせに対して対象デバイスから増加が必要との応答を受信した場合（Ｓ７４でＹＥＳ）、フェムト基地局１は、対象デバイスに対して帯域の増加を要求する（Ｓ７５）

一方、トラフィック抑制に寄与したサービスが終了している場合（Ｓ７２でＮＯ）、又は対象デバイスがトラフィックの増加を求めていない場合（Ｓ７４でＮＯ）、フェムト基地局１は、移動局４の通信サービス提供のために確保しておいた通信帯域の解放をホームネットワーク５０内に通知する（Ｓ７６）。具体的には、図５に示した手順でイベント発生に伴う更新されたサービス情報の送信を行えばよい。

上述したように、本実施の形態にかかるフェムト基地局１は、ホームネットワーク５０内に存在する他のデバイス５２及び５３と通信を行い、これらのデバイスと連携して、配下の移動局４に提供する通信サービスに対応した通信帯域を共用ネットワーク上に確保する。これにより、移動局４に対して安定的に通信サービスを提供することができる。

また、本実施の形態では、フェムト基地局１が共用ネットワーク上に通信帯域を確保するタイミングの具体例として、コアネットワーク５７又は移動局から無線リソースの割り当て要求が行われたことに応じて動的に通信帯域を確保する例を説明した。このような具体例によれば、移動局４の通信が発生するときだけ選択的に通信帯域を確保できる。つまり、フェムト基地局１が共用ネットワークの帯域を常時確保することがないため、通信帯域の圧迫によるデバイス５２及び５３の通信への影響を抑制できる。

また、本実施の形態では、フェムト基地局１が共用ネットワーク上に通信帯域を確保する手順の具体例として、ホームネットワーク５０内の他のデバイス５２及び５３と直接的に通信を行う例を示した。このような具体例によれば、ルータ５１としてＱｏＳ（Quality of Service）制御機能を有する高価なルータを使用せずに、フェムト基地局１の通信帯域を確保できる。

ところで、フェムト基地局１の帯域制御部１２によって行われる共有ネットワーク（ホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４）の通信帯域の確保および解放の処理は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の半導体処理装置を用いて実現してもよい。また、当該処理は、図４〜１１のシーケンス図及びフローチャートを用いて説明した処理手順が記述されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等のコンピュータに実行させることによって実現してもよい。このプログラムは、様々な種類の記憶媒体に格納することが可能であり、また、通信媒体を介して伝達されることが可能である。ここで、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれ、インターネットも含まれる。

また、図１では、フェムト基地局１とルータ５１が別装置として図示されている。これらは、論理的には（機能的には）別の装置であるが、先にも言及したように、インプリメンテーション時にはフェムト基地局１及びルータ５１は一体型の情報通信機器とされてもよい。

また、図１では、ホームネットワーク内に複数のデバイス（５２及び５３）が存在する例を示したが、フェムト基地局１が通信を行う他のデバイスは１台でもよい。また、フェムト基地局１は、ホームネットワーク５０に繋がる全機器との間で上述した帯域調整を行える必要はなく、帯域調整をサポートする一部の機器との間で行えればよい。

＜その他の実施の形態＞
発明の実施の形態１では、フェムト基地局１が、ホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４の双方について通信帯域の調整を行う例を示した。しかしながら、本発明の他の実施の形態では、フェムト基地局による通信帯域調整の対象となる共有ネットワークは、ホームネットワーク５０及びブロードバンド回線５４のいずれか一方だけでもよい。例えば、いずれか一方の通信路容量が十分に大きければ、容量の大きな共用ネットワークに関する帯域調整を行わなくてもよい。

また、発明の実施の形態１では、移動局４の通信開始および通信終了に合わせて通信帯域を動的に確保する例を示した。しかしながら、本発明の他の実施形態では、フェムト基地局は、通信帯域を動的に確保するのではなく、フェムトＧＷ５６との接続が完了した後に通信帯域の確保を開始し、フェムト基地局の運用中は継続的に通信帯域を確保してもよい。

また、発明の実施の形態１では、フェムト基地局１が他のデバイス５２及び５３によって提供されている通信サービスの種別（可変レートまたは固定レート）を特定し、可変レートのサービスを提供する機器に帯域調整を依頼する例を説明した。しかしながら、本発明の他の実施形態では、帯域調整できない固定レートサービスを提供するデバイスに対して通信帯域を絞るよう要求してもよい。また、通信サービスの種別特定を行わずに、ホームネットワーク５０内のデバイスにデータトラフィックの抑制を要求してもよい。

さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

１フェムト基地局
１０無線通信部
１１ホームネットワーク（ＨＮＷ）通信部
１２帯域制御部
５０ホームネットワーク（ＨＮＷ）
５１ルータ
５２、５３デバイス
５４ブロードバンド回線
５５バックホールネットワーク
５６フェムトゲートウェイ（フェムトＧＷ）
５７コアネットワーク

Claims

セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに接続して使用される基地局装置であって、
前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続するよう構成され、
配下の移動局に対して割り当てる無線リソースに応じた通信帯域を前記コアネットワークとの間に確保するべく、前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックの調整を前記宅内ネットワークに接続された他の機器と連携して行うよう構成されている、
基地局装置。
前記移動局に対する前記無線リソースの割り当てを要求するために前記コアネットワーク又は前記移動局から前記基地局装置に送信される割り当て要求に基づいて、確保すべき前記通信帯域の大きさを決定するよう構成されている、請求項１に記載の基地局装置。
前記移動局の通信開始に応じて前記通信帯域の確保を行い、前記移動局の通信終了に応じて前記通信帯域を解放するよう構成されている、請求項１又は２に記載の基地局装置。
前記移動局の通信終了に応じて前記通信帯域を解放するに際して、前記通信帯域の確保時にデータトラフィックの抑制に寄与した機器に対して解放される通信帯域を優先的に割り当てるよう構成されている、請求項３に記載の基地局装置。
前記宅内ネットワークに接続された複数の他の機器によって提供されている通信サービス種別を収集するよう構成され、
前記通信サービス種別に関して予め定められた基準に基づいて、前記複数の他の機器の中からデータトラフィックを抑制すべき対象機器を特定し、前記対象機器に対してデータトラフィックの抑制を要求するよう構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局装置。
前記通信帯域の確保は、前記基地局装置が、前記宅内ネットワークに接続された第１の機器に対して帯域確保要求を送信し、前記帯域確保要求を受信した受信前記第１の機器から前記通信帯域の確保を示す応答を受信することにより行われる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局装置。
前記第１の機器は、前記宅内ネットワークと前記ブロードバンド回線の境界に配置されるルータである、請求項６に記載の基地局装置。
セルラ通信システムのための基地局装置であって、
セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに接続され、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信サービス事業者のコアネットワークとの間で通信を行う第１の通信手段と、
前記コアネットワーク又は前記移動局からの割り当て要求に基づいて決定された無線リソースを用いて移動局との間で無線通信を行う第２の通信手段と、
前記宅内ネットワークに接続されている他の機器の通信のために前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックを抑制することにより、前記無線リソースに応じた通信帯域を前記第２の通信手段と前記コアネットワークとの間に確保する制御手段と、
を備える基地局装置。
前記制御手段は、確保すべき前記通信帯域の大きさを前記割り当て要求に基づいて決定する、請求項８に記載の基地局装置。
前記制御手段は、
前記移動局の通信開始に関連する前記割り当て要求の受信に応じて前記通信帯域の確保を行うとともに、
前記移動局の通信終了に関連して前記コアネットワーク又は前記移動局から送信される前記無線リソースの解放要求の受信に応じて前記通信帯域を解放する、請求項８又は９に記載の基地局装置。
前記制御手段は、前記通信帯域を解放するに際して、前記通信帯域の確保時にデータトラフィックの抑制に寄与した機器に対して解放される通信帯域を優先的に割り当てる、請求項１０に記載の基地局装置。
前記制御手段は、
前記宅内ネットワークに接続された複数の他の機器によって提供されている通信サービス種別を前記第１の通信手段を介して収集し、
前記通信サービス種別に関して予め定められた基準に基づいて、前記複数の他の機器の中からデータトラフィックを抑制すべき対象機器を特定し、
前記第１の通信手段を介して前記対象機器にデータトラフィックの抑制を要求する、
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の基地局装置。
前記制御手段は、
前記宅内ネットワークに接続された第１の機器に対して帯域確保要求を前記第１の通信手段を介して送信し、
前記帯域確保要求を受信した受信前記第１の機器から前記通信帯域の確保を示す応答を前記第１の通信手段を介して受信する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の基地局装置。
セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに接続可能な通信手段と、
前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続される基地局装置が移動局との通信を開始するに際して、前記基地局装置と前記移動局との間の無線リソースに対応した通信帯域が前記基地局装置と前記コアネットワークとの間に確保されるように、前記通信部から前記宅内ネットワークに送信または受信されるデータ量を調整する制御手段と、
を備える情報機器。
セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに配置され、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続される基地局装置の制御方法であって、
配下の移動局に対して割り当てる無線リソースに応じた通信帯域を前記コアネットワークとの間に確保するべく、前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックの調整を前記宅内ネットワークに接続された他の機器と連携して行うこと、
を含む方法。
前記移動局に対する前記無線リソースの割り当てを要求するために前記コアネットワーク又は前記移動局から前記基地局装置に送信される割り当て要求に基づいて確保すべき前記通信帯域の大きさを決定すること、
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
前記移動局の通信開始に応じて前記通信帯域を確保するためのデータトラフィックの調整を開始すること、および
前記移動局の通信終了に応じて前記通信帯域を解放すること、
をさらに含む、請求項１５又は１６に記載の方法。
前記移動局の通信終了に応じて前記通信帯域を解放するに際して、前記通信帯域の確保時にデータトラフィックの抑制に寄与した機器に対して解放される通信帯域を優先的に割り当てる、請求項１７に記載の方法。
前記データトラフィックの調整は、
前記宅内ネットワークに接続された複数の他の機器によって提供されている通信サービス種別を収集すること、および
前記通信サービス種別に関して予め定められた基準に基づいて、前記複数の他の機器の中からデータトラフィックを抑制すべき対象機器を特定し、前記対象機器に対してデータトラフィックの抑制を要求すること、
を含む、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の方法。
前記データトラフィックの調整は、
前記宅内ネットワークに接続された第１の機器に対して帯域確保要求を送信すること、および
前記帯域確保要求を受信した受信前記第１の機器から前記通信帯域の確保を示す応答を受信すること、
を含む、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の方法。
基地局装置に関する制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記基地局装置は、セルラ通信サービス利用者の宅内ネットワークに配置され、前記宅内ネットワークおよびブロードバンド通信回線を経由してセルラ通信事業者のコアネットワークに接続され、
前記制御処理は、
配下の移動局に対して割り当てる無線リソースに応じた通信帯域を前記コアネットワークとの間に確保するべく、前記宅内ネットワークおよび前記ブロードバンド回線のうち少なくとも一方を流れるデータトラフィックの調整を前記宅内ネットワークに接続された他の機器と連携して行うこと、
を含むプログラム。
前記制御処理は、前記移動局に対する前記無線リソースの割り当てを要求するために前記コアネットワーク又は前記移動局から前記基地局装置に送信される割り当て要求に基づいて確保すべき前記通信帯域の大きさを決定することをさらに含む、請求項２１に記載のプログラム。
前記制御処理は、
前記移動局の通信開始に応じて前記通信帯域を確保するためのデータトラフィックの調整を開始すること、および
前記移動局の通信終了に応じて前記通信帯域を解放すること、
をさらに含む、請求項２１又は２２に記載のプログラム。